JPH02296196A - 格納容器の受動的冷却方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原子炉に関し、特に、想定上の設計基準事故
の後に原子炉の格納容器を冷却する本貫的に受動の冷却
系に関するものである。この冷却系は、原子力発電プラ
ントの池の構造と関連して、炉心崩壊熱を全て迅速に除
去することにより受動的な最終熱シンクとしても機能す
る６ １１挟亙五皿泗 想定事故後に原子炉の格納容器から熱を除去することは
、安全関連の機能であって、この機能は、諸機器及び諸
冷却系からなる２つ以上の別個の冗長系により遂行され
るのが典型的である。水冷却型原子炉においては、これ
等の冗長系のそれぞれが、１つ以上のファン冷却器と、
機器冷却水用、供用水用、最終熱シンク用等の一連の冷
却系とを含むことが典型的であり、全冗長系は、ディー
ゼル発電機により発電される交流電力、電気ケーブル及
び開閉器類、制御回路、換気空調系等により支援されて
いる。これ等の冗長系の全ては、安全関連の機能を遂行
するので、地震に対しても環境に対しても認定されてい
なければならず、しかも、耐震設計の構造内に格納され
ていなければならない。

上述の構造と、原子力発電プラン１への安全に対する配
慮とのために、耐震設計、認定、試験、並びに建屋及び
諸機器の保守等に関連して、かなりの建設及び運転上の
努力が必要になるので、原子力発電プラントの設計は、
非常に複雑且つ経費を要するものになる。

安全等級の機器の数を大きく低減させるために、また、
機器を冷却し最終的に熱を除去するための交流電力、加
熱及び空調、大きな冷却水系等を含む安全等級の支援系
機能の必要性を無くすために、受動系が工夫されてきた
。これ等の受動系は、運転員の動作を必要とせず、安全
機能の信頼性を増し、市民に対する危険性を減少させる
。原子力発電プラントの信頼性と稼動率とが改善される
一方で、複雑性、保守の必要性、コスト及び建設時間が
減少している。

受動的安全系の一例は米国特許第４，７５３，７７１号
明ｍ書に記載されている。この明細書に記載された受動
的安全系では、全ての安全機能を遂行するために、重力
のような自然現象、圧縮ガス、及び自然循環を最大に使
用することによって、安全等級の冗長支援系とそれ等に
関連した構造の量とを減少させている。

上述の特許に提示されている格納容器冷却系は、鋼製格
納容器の外側の自然循環による空気冷却に依拠している
。この概念は、商用に使用されている大きさの原子炉プ
ラントに適用可能とするためには、典型的な格納容器表
面積より大きい表面積を必要とし、また／或は、典型的
な格納容器設計の圧力／温度より高い圧力／温度を必要
とするであろう。

一般に、格納容器の熱除去機能を簡略化しようとする先
行技術の試みは幾つかの欠点を有し、その欠点が上記の
試みの適用を躊躇させていた。具体的には、安全関連の
建屋及び支援系の大幅な減少がプラント全体の規模でな
されるように、受動的な格納容器冷却と他の受動的な安
全機能とを組み合わせていなかった。従って、格納容器
冷却に必要な構造及び／又は機器はコストを増、加させ
るものとだけ考えられていた。安全関連の格納容器冷却
を必要とする事象の頻度は非常に低いので、コスト対利
益の歓迎されうる認知された比率はない また、原子カプラントの規模についての経済性を最大に
したいという希望のために、プラントの大部分は２７０
０メガワツトかそれ以上の熱出力の定格を有する結果に
なっている。これ等の大型プラントは、代表的には３９
．６−４５．７ｍ（１３０〜１５０ｆ　Ｌ）の直径を有
する格納容器を必要とする。従来、この寸法範囲につい
ては、円筒形のステンレス鋼製格納容器を使用すること
は実際的ではないと考えられており、また、球状のステ
ンレス鋼製格納容器も一般に用いられていなかった。従
って、コンクリート製の格納容器が典型的な設計上の選
択枝であった。しかし、これ等のコンクリート製格納容
器は外部から表面を冷却することはできない。

鋼製格納容器の表面冷却を行うには、同格納容器を囲む
遮蔽建屋が、空気入口及び出口を提供するか或は蒸気を
排出する周囲もしくは環境に開放していることが必要で
ある。これは、鋼製格納容器を有するプラントが遮蔽建
屋を利用して格納容器との間に環状部を画成し、同環状
部にフィルターを付けて放射線放出に対する２次的バリ
ヤーとして機能させている現在の慣行に反している。

熱を除去すると共に格納容器の圧力を制限するために格
納容器の外側表面に対して水のみを使用することには、
幾つかの実際上の限界がある。第１に、格納容器の外側
表面を１００℃＃２１２°Ｆ（冷却水は沸騰しない）以
下に保つべきなら、非常に多量の冷却水が必要であり、
上方にあるタンクから重力のみによりこの冷却水を供給
することは、実際の貯蔵容量から考えて限界がある。従
って、長期間の冷却となって、認定を受けた付加的な水
供給源と、ポンプと、配管及び支援系のような関連構造
とが必要になる。このように、かかる冷却系は完全に受
動的ではない。冷却水を相当に加熱して沸騰させるのな
ら、外側表面の温度は１００°Ｃ以上でなければならな
い。２．８Ｋｇ／ｃｍ２（４０ｐｓｉｇ）における蒸気
／水の飽和温度は１２２℃（２５０’Ｆ）に過ぎないの
で、熱伝達のための十分な温度変１ヒを生しさせたいの
なら、格納容器の設計圧力をもっと高くすることが必要
であろう。

また、熱を除去すると共に格納容器の圧力を制限するた
めに格納容器の外側表面に対して空気のみを使用するこ
とにも、幾つかの実際上の限界がある。例えば、空気の
みによる格納容器の冷却は、達成可能な熱伝達率が比較
的に小さいので、格納容器の表面積を現在の原子炉格納
容器の設計で用いられている値以上に相当に大きくする
必要がある。

水その他の材料のような受動的熱シンクを格納容器と常
時接触させて使用すると、格納容器の構造に大きな熱衝
撃を与え、腐食に関する問題を招来するであろう。

１監立４１！ 本発明の目的は、−旦作動すれば、冷却機能を遂行する
ために能動的な諸機器（ポンプ、ファン、冷却器）や、
電力や、運転員の操作を必要としない格納容器の冷却系
（冷却装置）を提供することである。

本発明の別の目的は、他の″“受動的゛°安全全系協働
して、想定される事故の後に原子カプラントから顕然及
び炉心崩壊熱を除去するための安全等級の最終的熱シン
クとなる冷却系を提供することである。

また、本発明の別の目的は、他の“″受動的°゛安全系
と協働して、冷却を無期限に維持できるように炉心の冷
却に使用する水を補給する冷却系を提供することである
。

本発明の更に別の目的は、米国原子力規制委員会その他
の規制機関の要求に従って、短期間に格納容器圧力を抑
えると共に、（２４時間かそれより長い時間内に）格納
容器圧力を減少させるのに十分な除熱能力を有する格納
容器冷却系を提供することである。

本発明の別の目的は、格納容器の表面に添加される水を
炉心崩壊熱の発生率にほぼ一致するような割合で受動的
に減少させることである。

本発明によると、上述の目的及びその他の目的を達成す
るために、原子炉を収容すると共に、頂部と、内側表面
と、外側表面とを有する金属製の格納容器の受動的冷却
装置は、前記格納容器よりも上方の位置に配置された水
供給源と；前記格納容器を囲繞すると共に、頂部と、内
側表面と、外側表面とを有するコンクリート製の遮蔽建
屋と；該遮蔽建屋の前記頂部のところで半径方向に形成
された空気入口と；前記遮蔽建屋の前記頂部から上方に
延びるように同頂部の中央に形成された煙突状の筒体と
；前記遮蔽建屋の前記頂部から前記格納容器の実質的に
全長にわたって延在すると共に、内側表面と、外側表面
と、前記格納容器の形状に実質的に倣う形状と、開放し
た下端部とを有する空気転流体と；可変の割合で前記格
納容器の前記頂部上に水を放出する流体放出装置とを備
えており：前記遮蔽建屋の前記内側表面と前記空気転流
体の前記外側表面とが、前記空気入口から前記空気転流
体の何層下端部まで延びる第１の環状スペースを形成し
、前記空気転流体の前記内側表面と前記格納容器の前記
外側表面とが、前記空気転流体の前記下端部から前記煙
突状の筒体まで延びる第２の環状スペースを画成し、前
記第１及び第２の環状スペースが前記格納容器の前記外
側表面を覆う冷却空気流路を画成している。格納容器の
表面は、そこに放出された水の拡散を促進できるように
湿潤性の材料の層を備えていることが好ましい。このよ
うな材料は熱伝導性の湿潤塗料である。第２の環状スペ
ースは、第１の環状スペースよりも実質的に小さいので
（格納容器の全長にわたって約３８ｃｎ＝１５ｉｎの幅
）、空気は比較的に高速で格納容器の外側表面上を流れ
ることができる。

水供給源の水は、流体放出装置により格納容器の頂部上
に制御された割合で放出されるのが好ましい。該流体放
出装置は、水を保持する貯蔵タンクと、複数のタンク出
口管とを有し、各タンク出口管は、一端が貯蔵タンクに
延入し、他端が貯蔵タンクの底部より上方の所定の高さ
のところで終端している。２つの冗長水放出管路が設け
られており、各管路に、バッテリー電力により作動され
事故時に開く空気作動式遮断弁がある。

本発明の構成及び作用は、上述の目的、並びにこれから
明らかになるその他の目的及び利点と共に、同一部分を
同一符号で示す添付図面に関する以下の詳細な説明を参
照することから明らかになろう。

ｔ　　　の＝　を 本発明による原子炉格納容器の受動的冷却装置（以下、
冷却系という）は、想定されるどんな設計基準事故後も
格納容器の設計圧力及び温度が超過しないように、熱を
格納容器から環境に直接伝達する。この冷却系は、格納
容器の通常の除熱手段、即ち格納容器送風冷却器が長期
間にわたって利用できない時だけ、格納容器の除熱機能
を遂行することが必要である。また、同冷却系は、格納
容器内に多量のエネルギーが放出されることになると想
定される設計基準事故後に作動するように設計されてい
る。

第１図を参照すると、受動的冷却装置、即ち受動的格納
容器冷却系４は、原子炉容器８と、蒸気発生器１０．１
２とを収容した金属製格納容器６を備えている。この格
納容器６は、頂部１４と、内側表面１６と、外側表面１
８とを有する。典型的な原子炉プラントの場合、約１８
００メガワツトの熱出力を発生することができ、加圧水
型原子炉を使用し、そして円筒形の格納容器を採用して
いる。格納容器６は約３．２Ｋｇ／ｃｍ２（４５ｐｓｉ
ｇ）の設計圧力を有し、肉厚４．４５ｃ＋ｎ（１，７５
ｉｎ）の鋼で製作されている。格納容器６の直径は約３
６．６ｍ（１２０ｆｔ）である。

コンクリート製遮蔽建屋２０がこの格納容器６を取り囲
んでいるが、格納容器６の外径と遮蔽建屋２０との間に
は約１．３７ｍ（４，５ｆｔ）の環状部がある。

遮蔽建屋２０は、外側表面２２と、内側表面２４と、頂
部２６とを有する。頂部２６には、遮蔽建屋２０の周囲
を収り巻いて半径方向に空気入口２８が形成されている
。この空気入口２８は、雨の浸入を防ぐためのルーバー
を備えることができる複数の等間隔に形成された入口開
口とすることができる。その他の空気流指向手段を使用
してもよい。

水供給源３０は、遮蔽建屋２０によりその上方部内に支
持されており、約１，３２５，０００ｆｆｉ　（３５０
，０００）ガロンの水を貯蔵しているのが好ましい。水
供給源３０は、好適な実施例においては、互いに流体連
通した一連の小タンクからなる放射状タンク内に配置さ
れている。

遮蔽建屋２０の頂部２６は、同頂部から上方に延びるよ
うに中央に形成された煙突状の筒体３２を有し、この筒
体３２が加熱された空気及び水蒸気の出口となる。煙突
状の筒体３２は、加熱空気の高さを増すように作用し、
以て自然循環による空気質量流量率を増す、また、煙突
状の筒体３２は、加熱された空気が空気入口内に引き込
まれることを防止する。

実施例においては、煙突状の筒体３２は、遮蔽建屋の頂
部の上方約１５．２ｍ（５０ｆ　ｔ＞まで延び、或は格
納容器６の頂部の上方約１９．８ｍ（６５ｆ　ｔ）まで
延びる。

空気転流体３４が、遮蔽建屋２０と格納容器６との間に
配設されていて、煙突状の筒体３２の下端部から格納容
器の実質的に全長にわたって下方に延びている。同空気
転流体３４は、格納容器６の形状に実質的に一致するよ
うに形成された板鋼から製作しうると共に、開放した下
端部３６と、外側表面３８と、内側表面４０とを有する
。遮蔽建屋２０の内側表面２４及び空気転流体３４の外
側表面３８は、空気入口２８がら空気転流体３４の開放
した下端部３６まで延びる第１の環状スペース４２を画
成する（但し、格納容器の上方部が楕円形状であるため
に、この環状スペースは上方部で拡がっている）。

空気転流体３４の内側表面４０及び格納容器６の外側表
面Ｉ８は、空気転流体３４の下端部３６から煙突状の筒
体３２まで延びる第２の環状スペース４４を形成してい
る。この第１、第２の環状スペース４２．４４が第１図
に矢印で示したように冷却空気を流す冷却空気通路を画
成する。即ち、周囲の空気は空気入口２８内に引き込ま
れ、第１の環状スペース４２を下方に通流し、次いで第
２の環状スペース４４を上方に通流して、格納容器６の
外側表面１８を流過し、その後煙突状の筒体３２から放
出される。空気流は、加熱された空気の上昇により招来
される自然循環のために生ずる。風があれば、空気入口
における風の圧力及び煙突状の筒体により生ずる上昇流
によって更に空気流が起こる。

周囲の空気が格納容器の外側表面１８を流過する自然循
環による格納容器冷却は、限界設計基準事故の直後のか
なりの時間については、それ自体では不十分かも知れな
い。従って、本発明の冷却系は、格納容器６の外側表面
１８上に水供給源３０がらの水を放出する。好ましくは
、この水は、格納容器の上部ドーム状部の中心のところ
で格納容器外側表面上に導かれ、流下する水膜で格納容
器の外側表面１８を被覆もしくは濡らす。水は、直接の
熱伝達により格納容器の表面を最初に冷却する。水は昇
温するので、蒸発を始めて空気流の中に入り、水と空気
流とが接触する。これにより蒸発冷却効果が生じて、格
納容器を、予想される中庸の熱流束での通常の水沸臆点
よりも十分に低い温度に冷却する。これは、空気が蒸発
面に拡散して逃げる水蒸気の部分的圧力を低下させるこ
とにより、水の飽和温度が低下するためである。

水の放出は、短時間（約３日）の冷却能力を与えること
を意図している。従って、設計基準事故の開始ｆ＆　３
日で、水供給源は再び水で満たされると考えられる。し
かし、水が追加供給されなくても、３日後は、空気冷却
だけで格納容器をその設計圧力以下に保つのに十分であ
る。

本発明の別の側面によると、特定の種類の無機ペイント
もしくは塗料を使用して、格納容器６の内側表面１６及
び外側表面１８を被覆する。この塗料は特定の種類のも
のであり、容易に湿潤して、手の込んだ水分配構造の必
要性を最小にしつつ、格納容器の外側表面に対する水の
被覆を確実に最大にするのに役立つ。好ましくは、この
ペイントは亜鉛基塗料であり、金属製格納容器６の外側
表面に塗布される。亜鉛基塗料は容易に湿潤して、水は
細い流れを形成することなく拡散する。これは、（１，
１５〜０．２５ｍｍ（６〜１０ｍ１ｌ）の厚さに乾燥さ
れた亜鉛基塗料の層が１■＜幾分多孔質の仕上げを有す
るからである。

また、この多孔質の湿潤性の仕上げは、上述の適用によ
り達成された膜厚及び温度でｍ１察されたように、薄い
水膜ができて乾燥した区域を形成する傾向を最小にする
。

加えて、この亜鉛基塗料は他の塗料とは対照的に高い熱
伝導率を有する。無機金属基塗料は、格納容器に塗布す
るのに通常使用されている標準の有機塗料よりも１０〜
２０倍も大きい熱伝導率を有する傾向がある。このため
、格納容器を介してその外側表面に熱を伝達する能力が
最大となって、本発明による蒸発冷却の効果が最も大き
くなり、格納容器の圧力を低くすることができる。標準
の有機塗料は、格納容器を介する伝導による熱の伝達を
抑止する。また、亜鉛は鋼製の格納容器が電食作用によ
り腐食するのを防止する。乾燥後、塗料の層は約８５％
の亜鉛を含んでいる。亜鉛基塗料は塗料工業の分野で既
知であるが、上述した目的のために販売されているもの
ではない。商業的に入手しうる亜鉛基塗料の１種には、
米国ミズリー州セント・ルイス所在のカーボライン（Ｃ
ａｒｂｏ　ｌ　１ｎｅ）社により製造販売されている登
録商標名・カーボランク（ＣＡＲＢＯＺＩＮＣ）１１が
ある。

蒸発冷却効果は、格納容器の外側表面を覆う大きなレイ
ノルズ数の空気流を生成することによって増大する。こ
れは、第２の環状スペース４４についてはその幅を小さ
くすることによって実現される。この幅は２０．３〜３
８．１ｃｍ（８〜１５ｉｎ）とするのが好ましい。幅を
小さくすることは慣行に反することであるが、本発明者
は、蒸発冷却のためには空気の質量流量を大きくするこ
とよりも空気の速度を上げることが重要であることに気
付いた。

本発明の別の特徴は、空気転流体３４の開放した下端部
３６のところに空気溜めを設けたことである。

この構造により、空気が空気転流体３４の入口側から出
口側に方向を変える時に起こる圧力降下が減少する。

第２図は、空気が第１の環状スペース４２を通って下方
に流れ、その後、格納容器６の外側表面１８を覆う第２
の環状スペース４４を通って上方に流れるように循環す
る時の空気流を略図的に示している。水供給源３０は、
格納容器６の頂部１４の上方の位置に配置されており、
水タンク４８を含むものとして略図的に示されている。

この水タンク４８には４本の水出口管５０．５２．５４
及び５６が入っている。

各水出口管の上端は水タンクの底部よりも上方の特定の
高さのところで終端している。従って、冷却系が作動し
た時には、水タンク４８からの水の流量は、水レベルの
低下につれて高い水出口管から順に出口として働かなく
なるので、水出口管の高さ順の配列によって受動的に制
御される。明らかなように、水の放出流量が最も多いの
は水タンクが満ばいのときの初期であり、水レベルが低
下すると、流量は、水頭の減少及び水出口管の露出に対
応して段階的に減少する。

第３図に示すように、第２図に略図的に示した水タンク
４８は複数のサブタンクから構成されていることが好ま
しい。これ等のサブタンクは、遮蔽建屋２０の全高を可
及的に低くするために、同遮蔽建屋２０の頂部にある半
径方向支持ビーム４９内に放射状に配置されている。半
径方向支持ビーム４９はその下方部分に複数の穴（図示
せず）を有し、水は該穴を経てサブタンク間に自由に流
れることができる。また、支持ビーム４９の上方部分に
も水レベルより上に穴（図示せず）が設けられていて、
排水を容易にするために空気がサブタンク間に自由に流
れることができるようになっている。第３図は遮蔽建屋
２０をその頂部を除いて斜視図で示している。また、こ
の第３図から明らかなように、空気入口は、水平方向に
向いている複数の空気入口開口２９であり、該開口２９
は、水タンク４８とほぼ同一レベルのところで遮蔽建屋
２０の円筒形側壁に形成され同遮蔽建屋２０を放射状に
収り巻いて配設されている。

第４図は、第１図及び第２図に示した受動的格納容器冷
却系４の一部を形成する流体放出系（流体放出装置）５
日を略示している。水タンク４８は水出口管５０．５２
．５４及び５６を備えている。実施例は４本の水出口管
を有するが、３本でもよい。３本の水出口管を使用した
場合、水出口管５６と、それに対応する管路及び弁を省
略してよい。また、所望の放出量を得るために、その他
の本数の水出口管を使用することもできる。線Ａは水タ
ンク４８が満ばいになった時の水レベルを表している。

排水を容易にするため、或は確実にするため、水タンク
４８の上方部分の両側壁には冗長排気管６０が設けられ
ている。ヒータ６２は、水タンク内の水が凍結しないよ
うに設けられており、冗長水温センサ６４が所定の最低
温度を検知したときにこれに応答して自動的に作動でき
る。ヒータの作動は、この冷却系が機能するときでも設
計基準事故後には必要とされない。加熱された水の熱容
量と、構造材料の絶縁特性とのために、水は３日間の排
水期抽中、凍結しない。また、２つの水位センサ６６が
水タンク４８に設けられていて、通常の水位を維持する
ことを確実にすると共に、運転員が使用中の水位滅少を
監視できるようにしている。センサ６４．６６について
の円形の印は、検知した状態を運転員が知ることができ
るように、原子力発電所の制御室にある監視計器を表し
ている。

水タンク４８は水源７０に接続された充填管６８により
充填される。水タンク７２には、水源に対して必要に応
じアルゲシド（ａｌｇｅｃｉｄｅｓ）等を添加できる。

管フロはオーバーフロー管であり、また、水タンク４８
から排水するために排水管７８が接続されている。

各水出口管５０．５２．５４及び５６は水タンク底部の
上方の所定の高さのところで終端している。各水出口管
内には、塵芥による詰まりを防止するため、及び渦流を
砕くため、長い金属製の十字形部材が溶接により設けら
れている。典型的には、水タンク内の水の高さは約１．
８ｍ（６ｆｔ）であり、水タンクの底部は格納容器の頂
部１４よりも約０．９ｎ（３ｆｔ）上方にある。従って
、２．７ｍ（９ｆｔ）の高さのヘッドについてのポテン
シャルが生じ、２．７ｍ（９ｆｔ）の圧力降下（約０．
２８Ｋｇ／ｃｍ”＃４ｐｓｉに達する）を発生する。

水出口管の各々はマニホルド８０に流れ込んでいて、４
本の水出口管の全てからの水が２本の水放出管８２及び
８４の双方を通って流出する。各水放出管８２及び８４
は、格納容器（図示せず）内の圧力センサにより検出さ
れる格納容器の圧力が所定レベルに達すると、それに応
答して開く故障時開の空気作動式遮断弁８６．８８をそ
れぞれ備えている。空気作動装置を排気する電磁弁は、
それに関連して設けられたバッテリーにより作動させる
のが好ましい。

また、各水放出管８２及び８４は通常開いている弁９２
を含んでおり、該弁９２は、関連して設けられたバッテ
リーにより駆動される直流モータによって作動される。

この弁は、格納容器内の圧力が十分なレベルに達したこ
とを検出した際に、開弁信号を受ける。これ等のモータ
駆動の弁は、通常、空気作動式の弁の作動試験を行うた
めに閉止されるに過ぎない。

水出口管５０．５２．５４及び５６は、各水出口管の外
部への所望の流量を確保するために使用される流れオリ
フィス１００．９８．９６及び９４をそれぞれ含んでい
る。従って、流量計１０２．１０４．１０６及び１０８
により測定されるような各水出口管の流量は定期的に試
験することができ、流量と時間の関係を監視することが
できる。

各水出口管の流量が一旦確定され、ると、全水出口管の
集合流量は水レベルの低下につれて変化する。この集合
流量は、設計基準事故後の崩壊熱の減少傾向に一致して
減少すると共に、格納容器圧力と時間との間に望ましい
関係を得るために設計されている０例えば、仮想上の配
管破断に続く原子炉系の初期ブローダウン後に、炉心の
崩壊熱に対応する割合で格納容器に熱が加えられる。崩
壊熱は時間と共に減少するので、（格納容器の圧力を一
定に保ちながら）格納容器から蒸発するのに必要な水の
量は、比例的に減少するであろう。追加の水は、もし蒸
発されれば、格納容器圧力の減少になる。解析の結果、
ここに記載された好適な実施例では、最も限界的な設計
基準事故後の２４時間で約０．７ＫＨ／ａＩＩ”（１０
ｐｓｉｇ＞まで格納容器圧力を減少させることができ、
また、胛蔵された水を３日の最後に使用するまで、この
ように減少した圧力に格納容器を維持しうろことが分が
っな。上述した流体放出系は所望の時間対流量の関係を
与えることができる。最大流量は、全ての水出口管が排
水するタンクレベルの高い初期に起こる。タンクから排
水する時、流量は水の位置水頭の１／２乗に比例して減
少する。タンクからは続いて排水されるので、高いレベ
ルの水出口管から次々と露出して排水作用を行わなくな
り、利用しうる出口流面積の減少により流量が付加的に
減少する（流体放出系の流体抵抗は一層高い）。

更に、流体放出系５８は、格納容器ドームに直接水を与
える補助水源１１０を含んでいる。この補助水源１１０
は、給送管路１１２と、ドレン管路１１４とを含んでい
る。

格納容器内の温度が急激に上昇し、それに伴って、圧力
センサにより検出可能な圧力が上昇するような場合には
、受動的流体放出系５８は、単に遮断弁８６及び８８を
開弁することにより作動される。

そのため、水が水出口管５０．５２．５４及び５６を通
って流れ、水放出管８２及び８４の一方又は双方がら流
体を放出することができる。管路は冗長であるから、ま
た、マニホルド８０と水放出管８２．８４とは水出口管
５０．５２．５４及び５６よりも大径となるように特に
設計されているので、流れオリフィスにより確定される
ような流量は、流れが水放出管８２．８４の一方を通ろ
うが双方を通ろうが同一である。従って、この流体放出
系は、遮断弁アセンブリ８６及び８８が圧力信号を受け
た時にトリガーされて開弁し、そして一方又は双方が開
弁すれば、いずれの場合でも流量が同一となるように、
作動することができる。双方が開弁しないようなことは
全く起こり得ないであろうが、一方が開弁じない場合に
は（これも起こり得ないことである）、他方で所定の流
量を維持するのに十分である。

第４図に略図的に示した配管は、実際には、常閉弁９０
の出口側から連続的に下方に傾斜するように構成されて
いることに注意されたい。

当業者にとっては上述した構造から種々の変形もしくは
改変についての示唆を受けるであろう。

しかし、本発明の好適な実施例に関する上述の開示は、
単なる説明のためであり、本発明を限定するものと解釈
されてはならない。従って、本発明の精神から逸脱しな
いような変形もしくは改変は、本発明の範囲内に包含さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による受動的な格納容器冷却系を一部
断面で示す側面図、第２図は、第１図の流体放出系の概
要図、第３図は、第１図及び第２図において使用されて
いる水タンクの好適な構造を示す斜視図、第４図は、第
１図及び第２図の受動的な格納容器冷却系に、従って格
納容器の頂部上に水を放出するための流体放出系の概要
図である。 ４・・・受動的格納容器冷却系（受動的冷却装置）６・
・・格納容器　　　　１４・・・格納容器の頂部１６・
・・格納容器の内側表面 １８・・・格納容器の外側表面 ２０・・・遮蔽建屋　　　　２２・・・遮蔽建屋の外側
表面２４・・・遮蔽建屋の内側表面 ２６・・・遮蔽建屋の頂部　２８・・・空気入口３０・
・・水供給源　　　　３２・・・煙突状の筒体３４・・
・空気転流体　　　３６・１．開放した下端部３８・・
・空気転流体の外側表面 ４０・・・空気転流体の内側表面 ４２・・・第１の環状スペース ４４・・・第２の環状スペース ４８・・・水タンク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原子炉崩壊熱を発生する設計基準事故の後に格納容
   器を受動的に冷却する方法であって、最も多量の原子炉
   崩壊熱が発生している期間に実質的に一致する所定期間
   の間、前記格納容器の外側表面を水で濡らし、前記水が
   加熱されることによる熱伝達により前記格納容器を冷却
   し、前記格納容器の濡れた前記外側表面全体に空気流を
   導いて、加熱された前記水を蒸発させ、前記所定期間の
   経過後も空気流を継続して導く、諸ステップからなる格
   納容器の受動的冷却方法。 ２）原子炉を収容すると共に、頂部と、内側表面と、外
   側表面とを有する金属製の格納容器の受動的冷却装置で
   あって、 前記格納容器よりも上方の位置に配置された水供給源と
   、 前記格納容器を囲繞すると共に、頂部と、内側表面と、
   外側表面とを有するコンクリート製の遮蔽建屋と、 該遮蔽建屋の前記頂部のところで半径方向に形成された
   空気入口と、 前記遮蔽建屋の前記頂部から上方に延びるように同頂部
   の中央に形成された煙突状の筒体と、前記遮蔽建屋の前
   記頂部から前記格納容器の実質的に全長にわたって延在
   すると共に、内側表面と、外側表面と、前記格納容器の
   形状に実質的に倣う形状と、開放した下端部とを有する
   空気転流体と、 可変の割合で前記格納容器の前記頂部上に水を放出する
   流体放出装置とを備え、 前記遮蔽建屋の前記内側表面と前記空気転流体の前記外
   側表面とが、前記空気入口から前記空気転流体の前記下
   端部まで延びる第１の環状スペースを形成し、 前記空気転流体の前記内側表面と前記格納容器の前記外
   側表面とが、前記空気転流体の前記下端部から前記煙突
   状の筒体まで延びる第２の環状スペースを画成し、 前記第１及び第２の環状スペースが前記格納容器の前記
   外側表面を覆う冷却空気流路を画成している、 格納容器の受動的冷却装置。